Design of voltage mode quadrature oscillator and sallen-key active filters using current differencing buffered amplifiers

Abstract

V ÖZET AKIM FARKI ALAN TAMPONLANMIŞ KUVVETLENDİRİCİ KULLANILARAK GERİLİM MODUNDA FAZ KAYMALI (QUADRATURE) OSİLATOR VE SALLEN-KEY ETKİN SÜZGEÇLERİNİN TASARIMI Sallen-Key tipi süzgeçler tasarım mühendisleri tarafından iyi bilinirler. Ancak bütün kuram işlemsel kuvvetlendiricilerin uygulamalarına yöneliktir öte yandan akım modu devreleri geçtiğimiz son on yılda önemli ölçüde kabul görmüştür. Akım farkı alan tamponlanmış kuvvetlendirici, CDBA mn evrensel etkin bir eleman olduğu kanıtlamıştır. Bu tez çalışmasında ilk olarak gerilim modlu Sallen-Key tipi etkin süzgeçler CDBA kullanılarak gerçeklenmiştir. Devreler sunulmuş ve başarımları incelenmiştir. Bilgisayar benzetimli örnekler önerilen devrelerin çalışabilirliğini göstermektedir. ikinci olarak faz kaymalı (quadrature) osilator devresi CDBA kullanılarak gerçeklenmiştir. Devre iki tane gerilim modlu tüm geçiren süzgecin kaskatlanması ile kurulur. Faz kaymalı osilator devresini gerçekleştirebilmek için sadece iki tane etkin elemana gerek vardır, oysa integrator çevrimli faz kaymalı osilator devresi için üç tane CDBA' ya ihtiyaç vardır. Devrede kullanılan kapasiteler tamamen veya zahiri olarak topraklanmıştır, buda entegre devre imalatı açısından baktığımızda bize çok önemli avantaj sağlar. Üstelik bu devrenin osilasyon frekansı, gerilim kontrol elemanları (MOSFET) kullanılarak ayarlanabilir çünkü devredeki bütün dirençler tamamen veya zahiri olarak topraklanmıştır.

IV ABSTRACT DESIGN OF VOLTAGE MODE QUADRATURE OSCDLLATOR AND SALLEN KEY ACTIVE FDLTERS USING CURRENT DIFFERENCING BUFFERED AMPLIFIERS Sallen-Key filters are well known by design engineers. However, all theory is known about operational amplifier applications. On the other hand, current mode circuits received strong acceptance in last decade. The current differencing buffered amplifier, the CDBA, has been proven to be a universal active component. This thesis work firstly introduces voltage mode Sallen Key type active filters using CDBAs. The circuits are presented and their performances are studied. Examples along with computer circuit simulations illustrate the workability of the proposed circuits. Second study proposes a CDBA-based quadrature oscillator circuit. The circuit employs two voltage mode allpass sections in a loop. Only two active elements are needed to realize this quadrature oscillator circuit, wheras three CDBAs are required for an integrator loop quadrature oscillator. The circuit has only grounded and virtually grounded capacitors, which is advantageous from integrated circuit manufacturing point of view. Moreover, oscillation frequency of this configuration can be made adjustable by using voltage controlled elements (MOSFETs), since the circuit has all grounded and virtually grounded resistors.